[发明专利]用于双极直流电网的输出电压自平衡控制方法

权利要求书

1.一种用于双极直流电网的输出电压自平衡控制方法，其特征在于，该控制方法以基于MMC的直流固态变压器拓扑结构为研究对象，所述直流固态变压器拓扑结构包括MMC结构、上H桥结构、下H桥结构与三绕组高频变压器，三绕组高频变压器作为能量传输桥梁将MMC结构与上H桥结构和下H桥结构连接，MMC结构侧输出的交流电压与上H桥结构侧输出的交流电压之间存在第一外移相角；MMC结构侧输出的交流电压与下H桥结构侧输出的交流电压之间存在第二外移相角；所述控制方法包括以下内容：

设定上H桥结构和下H桥结构上的负载电压的相应负载参考电压，

通过负载电压与相应负载参考电压做差，对电压差值进行相应的PI调节，获得不同H桥结构上的负载电流，进而求得不同H桥结构上的输出功率；将负载电压与MMC结构的直流电源电压相比得到相应的电压传输比；

利用两个H桥结构的输出功率、电压传输比获得MMC内移相角、上H桥内移相角、下H桥内移相角、第一外移相角和第二外移相角，根据各移相角的大小经过PWM调制确定对应结构上开关管的驱动信号，实现输出电压自平衡控制。

2.根据权利要求1所述的用于双极直流电网的输出电压自平衡控制方法，其特征在于，通过调节第一外移相角和第二外移相角的大小调节传输功率的大小，通过调节第一外移相角和第二外移相角的正负控制功率传输的方向。

3.根据权利要求1所述的用于双极直流电网的输出电压自平衡控制方法，其特征在于，所述上H桥结构和下H桥结构中的同一桥臂中上半桥臂和下半桥臂对应位置开关管的驱动信号互补。

4.根据权利要求1所述的用于双极直流电网的输出电压自平衡控制方法，其特征在于，以MMC结构前后两桥臂中点电压最高电平的起始时间为参考点，上H桥结构的前后两桥臂中点电压最高电平的起始时间与参考点之间的差值为第一外移相时间，第一外移相时间/周期*2π＝第一外移相角。

5.根据权利要求1所述的用于双极直流电网的输出电压自平衡控制方法，其特征在于，通过控制MMC结构中各开关管驱动信号的占空比及移相角使固态变压器MMC结构交流侧输出不同的多电平电压波形；通过控制上H桥结构中各开关管驱动信号的占空比及移相角使固态变压器上H桥结构交流侧输出两电平或三电平的交流电压波形；通过控制下H桥结构中各开关管驱动信号的占空比及移相角使固态变压器下H桥结构交流侧输出两电平或三电平的交流电压波形。